ENGINEERINGNET.BE - Het onderdeel van je smartphone dat de meeste energie verbruikt, is het scherm. Het verminderen van ongewenste energie die uit het scherm ontsnapt, verhoogt dus de duurzaamheid van een smartphone.
Stel je voor dat je smartphone nog maar één keer per week hoeft te worden opgeladen. Om de efficiëntie zo te verhogen, moet je fotonen op een meer gecontroleerde manier kunnen uitstralen.
UTwente ontwikkelde hiertoe de 'MINT-toolbox': een set gereedschappen uit de wiskunde, informatica, natuurwetenschappen en technologie. In deze gereedschapskist zitten geavanceerde chemische gereedschappen. De belangrijkste zijn polymeerborstels: piepkleine chemische ketens die de fotonbronnen op een bepaalde plaats kunnen houden.
Promovendus Andreas Schulz van UTwente: "De polymeerborstels zijn in een oplossing geënt op porieoppervlakken in een fotonisch kristal van silicium. Nogal een lastig experiment. We waren dan ook erg enthousiast toen we in afzonderlijke röntgenbeeldvormingsstudies zagen dat de fotonbronnen op de juiste posities bovenop de borstels zaten."
Met behulp van nanofotonische middelen, toonde het team aan dat aangeslagen lichtbronnen, met hogere energie dan het laagste energieniveau van het systeem, bijna vijftig keer worden geremd. Daardoor blijft de lichtbron vijftig keer langer aangeslagen.
Het spectrum komt zeer goed overeen met het theoretische spectrum dat werd berekend met geavanceerde wiskundige hulpmiddelen.
Mede-onderzoeker Marek Kozoň: "De theorie voorspelt nul licht omdat deze betrekking heeft op een fictief oneindig uitgestrekt kristal. In ons echte eindige kristal is het uitgezonden licht niet nul, maar zo klein dat het een nieuw wereldrecord is."
Deze resultaten beloven een nieuw tijdperk voor efficiënte miniatuurlasers en lichtbronnen, en voor qubits in fotonische circuits met sterk verminderde verstoringen door ongrijpbare vacuümfluctuaties.
De nieuwe multi-toolbox biedt mogelijkheden voor compleet nieuwe toepassingen die profiteren van sterk gestabiliseerde aangeslagen toestanden. Deze staan centraal in de fotochemie en kunnen mogelijk gevoelige chemische nanosensoren worden.
